JP4621414B2

JP4621414B2 - Antenna measuring apparatus and antenna measuring method

Info

Publication number: JP4621414B2
Application number: JP2003068250A
Authority: JP
Inventors: 仁牧野; 悦照井上; 隆己平井
Original assignee: Soshin Electric Co Ltd
Current assignee: Soshin Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2004279110A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置の特性を測定するアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法に関し、特に、誘電体基板にアンテナ電極が形成されて構成された誘電体アンテナの特性を測定する上で好適なアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アンテナ装置の小型化並びに通信機の小型化を図るために、例えば誘電体基板の表面に電極膜によるアンテナパターンを形成した誘電体アンテナが多数提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００３】
これらの誘電体アンテナの特性を測定する場合、一部にアース電極が形成された測定用基板を用意し、誘電体アンテナの一部をアース電極に載置固定して行うようにしている。
【特許文献１】
特開平９−１６２６３３号公報（図１）
【特許文献２】
特開平１０−３２４１３号公報（図１）
【特許文献３】
特開平１０−４１７２２号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この誘電体アンテナの載置固定においては、例えば固定具によって誘電体アンテナを測定用基板に押さえつける方法が採用されている。この場合、固定具が誘電体アンテナの一部に接触することによって誘電体アンテナの共振周波数やインピーダンスがずれるという問題がある。
【０００５】
つまり、誘電体アンテナを測定用基板に載置した際の誘電体アンテナの特性と、誘電体アンテナを配線基板（測定用基板と同等のもの）に半田実装した際の誘電体アンテナの特性とが大きく異なることとなる。従って、特性の測定にあたっては、実装時の検査規格をそのまま使用することができない。
【０００６】
そこで、従来では、測定用基板に誘電体アンテナを載置固定した際の特性と、実際の配線基板に誘電体アンテナを半田実装した際の特性との相関をとり、この相関関係から代替的な検査規格を定め、測定用基板に誘電体アンテナを載置固定した際の特性を前記代替的な検査規格と照らし合わせるようにしている。
【０００７】
このような検査方法では、実際の検査工程に入る前に、代替的な検査規格を決定するための工程が必要になり、工数の削減に限界が生じるおそれがある。
【０００８】
また、誘電体アンテナのアンテナ利得を測定するためには、誘電体アンテナに対向させて送信アンテナを設置して行うことが考えられる。しかし、この場合も、アンテナ利得を測定するための代替の検査規格が別途必要になるが、この代替の検査規格を作成するのは、多大な時間と労力が必要であり、コスト的に不利になる。
【０００９】
従って、従来では、測定用基板に誘電体アンテナを載置固定して測定する特性としては、もっぱら反射特性のみであり、誘電体アンテナのアンテナ利得、指向性特性や利得の周波数特性の測定は、実装した段階で行うか、別の設備を用いて行うようにしている。そのため、従来は、検査工程にかかる設備や工数が多く、コストの低廉化を図るには限界がある。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、誘電体アンテナを測定用基板に載置固定する際に、固定具の影響をできるだけなくすことができ、実装時の検査規格で測定することができるアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の目的は、前記条件に加えて、誘電体アンテナのアンテナ利得、反射特性、指向性特性及び利得の周波数特性を１つの測定装置でほぼ同時に測定することができ、測定設備の簡略化や工数の削減を有効に図ることができるアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るアンテナ測定装置は、誘電体基板と、前記誘電体基板に形成されたアンテナ電極と、前記誘電体基板の表面のうち、少なくとも第１面に形成されたアース電極とを有する誘電体アンテナの特性を測定するアンテナ測定装置において、前記誘電体基板の前記第１面と対向する第２面が接触された状態で前記誘電体アンテナが載置される測定用基板と、前記誘電体基板の前記第１面に形成された前記アース電極のみに接触して、該誘電体アンテナを前記測定用基板に押さえつける固定具とを有し、前記固定具によって、前記誘電体アンテナの前記誘電体基板を、前記測定用基板に押さえつけた状態で前記誘電体アンテナの特性を測定することを特徴とする。
【００１３】
測定時に、固定具が誘電体アンテナのアース電極に接触して、該誘電体アンテナを測定用基板に押さえつけることから、固定具による誘電体アンテナへの影響はほとんどなくなり、測定時に、固定具が接触しても誘電体アンテナの共振周波数やインピーダンスがずれるということはない。
【００１４】
このことから、誘電体アンテナを測定用基板に載置した際の誘電体アンテナの特性と、誘電体アンテナを配線基板（測定用基板と同等のもの）に半田実装した際の誘電体アンテナの特性とはほとんど同じになる。
【００１５】
従って、本発明に係るアンテナ測定装置においては、誘電体アンテナにおける特性の測定にあたって、実装時の検査規格をそのまま使用することができ、従来のような代替の検査規格を作る必要はない。その結果、検査工程にかかる工数の削減を有効に図ることができる。
【００１６】
そして、前記構成において、前記測定用基板が収容される筐体と、前記筐体に接触あるいは近接して取り付けられ、前記誘電体アンテナから放射される電波を受信し、又は前記誘電体アンテナへ電波を放射する送受信部と、前記測定用基板と前記送受信部との相対位置を調整する位置合わせ機構と、前記筐体外に設置され、前記送受信部からの信号あるいは誘電体アンテナからの信号を解析する解析部とを有するようにしてもよい。
【００１７】
上述したように、誘電体アンテナにおける特性の測定にあたって、実装時の検査規格をそのまま使用することができることから、送受信部を使用して、アンテナ利得、指向性特性並びに利得の周波数特性を測定する場合においても、実装時の各検査規格をそのまま使用することができる。このため、各特性に合わせた代替の検査規格を別途作成する必要はない。従って、同一の測定装置で誘電体アンテナのアンテナ利得、反射特性、指向性特性、利得の周波数特性を１つの測定装置でほぼ同時に測定することができ、検査工程の工数の大幅なる削減を図ることができる。
【００１８】
また、前記測定用基板と前記送受信部との相対位置を調整する位置合わせ機構を有することから、１つの測定装置で様々なサイズの誘電体アンテナの測定を行うことができる。
【００１９】
この位置合わせ機構は、前記測定用基板を任意の方向に移動させる基板移動機構と、前記筐体を任意の方向に移動させる筐体移動機構とを有するようにしてもよい。
【００２０】
この場合、前記基板移動機構は、前記測定用基板を支持する１以上の支持部材を有し、前記１以上の支持部材の誘電率は、前記誘電体アンテナの誘電体基板の誘電率よりも低いことが好ましい。これにより、支柱による誘電体アンテナへの影響をほとんどなくすことができ、測定時に、支持部材によって誘電体アンテナの共振周波数やインピーダンスがずれるということはない。
【００２１】
また、本発明に係るアンテナ測定方法は、誘電体基板と、前記誘電体基板に形成されたアンテナ電極と、前記誘電体基板の表面のうち、少なくとも第１面に形成されたアース電極とを有する誘電体アンテナの特性を測定するアンテナ測定方法において、前記誘電体基板の前記第１面と対向する第２面を測定用基板に接触させた状態で前記誘電体アンテナを前記測定用基板に載置し、固定具を前記誘電体基板の前記第１面に形成された前記アース電極のみに接触させ、且つ、前記固定具によって、前記誘電体アンテナの前記誘電体基板を、前記測定用基板に押さえつけた状態にして前記誘電体アンテナの特性を測定することを特徴とする。
【００２２】
これにより、誘電体アンテナを測定用基板に載置固定する際に、固定具の影響をできるだけなくすことができ、実装時の検査規格で測定することができる。また、誘電体アンテナのアンテナ利得、反射特性、指向性特性及び利得の周波数特性をほぼ同時に測定することができ、測定設備の簡略化や工数の削減を有効に図ることができる。
【００２３】
そして、前記方法において、筐体内に前記測定用基板を収容し、前記測定用基板と前記筐体に接触あるいは近接して取り付けられた送受信部との相対位置を調整し、前記固定具を用いて前記測定用基板に前記誘電体アンテナを載置固定し、前記送受信部を通じて、前記誘電体アンテナから放射される電波を受信し、又は前記誘電体アンテナへ電波を放射し、前記送受信部からの信号あるいは誘電体アンテナからの信号を解析して前記誘電体アンテナの特性を測定するようにしてもよい。
【００２４】
また、前記測定用基板を支持する支持部材として、誘電率が、前記誘電体アンテナの誘電体基板の誘電率よりも低い材料で構成された支持部材を使用することが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法の実施の形態例を図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施の形態に係るアンテナ測定装置１０は、図１に示すように、誘電体アンテナ１２（図３参照）を測定用基板１４に載置固定した状態で該誘電体アンテナ１２の特性を測定する装置である。
【００２７】
測定用基板１４は、図２に示すように、接地電極１６が１つのコーナー部１８を除いてほぼ全面に形成されている。誘電体アンテナ１２は、測定用基板１４のうち、接地電極１６が形成されていない前記１つのコーナー部１８に載置固定されることになる。
【００２８】
ここで、誘電体アンテナ１２の構成について図３を参照しながら説明する。この誘電体アンテナ１２は、図３に示すように、複数枚の板状の誘電体層が積層、焼成されて構成された誘電体基板２０と、該誘電体基板２０の上面に形成されたアンテナパターン２２とを有して構成されている。アンテナパターン２２は、電極膜によって例えば帯状に形成されている。
【００２９】
また、この誘電体アンテナ１２は、誘電体基板２０の後端面に電極膜による入出力端子２４が形成されており、該入出力端子２４とアンテナパターン２２の後端とは、誘電体基板２０内に形成されたストリップライン電極やビアホール等を介して電気的に接続されている。そして、前記入出力端子２４とアンテナの後端とを電気的に接続する部分が給電部分であって、この給電部分がアース電極３０で囲まれた形態となっている。
【００３０】
そして、本実施の形態に係るアンテナ測定装置１０は、図１及び図３に示すように、測定用基板１４に載置された誘電体アンテナ１２を測定用基板１４に押さえつける固定具４０を有し、この固定具４０は、アーム機構４２によって移動するようになっている。
【００３１】
誘電体アンテナ１２は、例えば多数の誘電体アンテナ１２が配列された図示しないパレットから取り出されて、測定用基板１４に載置される。図３に示すように、固定具４０は、測定用基板１４に載置された誘電体アンテナ１２のうち、上面に形成されたアース電極３０に接触して、該誘電体アンテナ１２を測定用基板１４に押さえつける。
【００３２】
なお、前記パレットから１つの誘電体アンテナ１２を取り出して測定用基板１４に載置する治具として、前記固定具４０を兼用するようにしてもよい。これは、固定具４０に例えば真空チャック機構を持たせることで容易に実現することができる。
【００３３】
本実施の形態に係るアンテナ測定装置１０の全体的な構成は、図１及び図２に示すように、筐体５０と、送受信部５２と、位置合わせ機構５４と、ネットワークアナライザ５６と、少なくともアーム機構４２、位置合わせ機構５４及びネットワークアナライザ５６を制御するコンピュータ５８とを有する。なお、誘電体アンテナ１２の入出力端子２４はネットワークアナライザ５６に接続されている。
【００３４】
筐体５０は、内部に測定用基板１４が収容される空間６０を有し、内壁のうち、少なくとも上下に関する内壁にはそれぞれ多数の電波吸収体６２が設けられている。この電波吸収体６２の構成材料としては、フェライト焼結材料（ＭＨｚ帯吸収用）や、ゴム及び樹脂系複合材料（ＧＨｚ帯吸収用）がある。
【００３５】
送受信部５２は、筐体５０の前面に接触あるいは近接して取り付けられており、誘電体アンテナ１２から放射される電波を受信し、及び誘電体アンテナ１２に電波を放射する送受信アンテナを有する。
【００３６】
位置合わせ機構５４は、測定用基板１４を、Ｘ軸方向（送受信部５２に対して接近及び離間する方向）と、Ｙ軸方向（上下方向）と、Ｘ軸を中心としたねじり方向θに移動させる基板移動機構７０と、筐体５０をＹ軸方向に移動させる第１の筐体移動機構７２と、図２に示すように、筐体５０をＺ軸方向（水平方向であって、かつ、Ｘ軸方向と直交する方向）に移動させる第２の筐体移動機構７４とを有する。
【００３７】
基板移動機構７０は、図１に示すように、基台７６上に配設され、かつ、基台７６に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ方向に相対移動するステージ７８と、該ステージ７８上に固定された複数本の円柱状の支柱８０と、これら支柱８０によって水平に支持された平板状の支持板８２とを有する。この支持板８２上に測定用基板１４が載置固定される。具体的には、図４に示すように、測定用基板１４は、そのうちの１つのコーナー部８４と、支持板８２の１つのコーナー部８６とが一致するように、支持板８２上に載置固定される。
【００３８】
第１の筐体移動機構７２は、図１に示すように、基台７６上に配設され、かつ、基台７６に対してＹ軸方向に相対移動する第１のステージ８８を有し、該第１のステージ８８に筐体５０の下面又は上面が固定されている。
【００３９】
第２の筐体移動機構７４は、図２に示すように、基台７６上に配設され、かつ、基台７６に対してＺ軸方向に相対移動する第２のステージ９０を有し、該第２のステージ９０に筐体５０の１つの側面が固定されている。
【００４０】
これらの各機構は、例えばコンピュータ５８にて制御され、検査対象の誘電体アンテナ１２の種類に応じて、測定上、最適な位置に誘電体アンテナ１２（もしくは測定用基板１４）が配置されるように駆動される。
【００４１】
基板移動機構７０における複数本の支柱８０は、少なくとも低誘電率の材料で構成され、具体的には、支柱８０の誘電率は、誘電体アンテナ１２における誘電体基板２０の誘電率よりも低い。
【００４２】
また、複数本の支柱８０の設置個所は、誘電体アンテナ１２から離れた位置に設置している。本実施の形態では、図４に示すように、支持板８２の３つのコーナー部に対応した位置（図４において、１、２及び３で示す位置）に設置した例を示す。
【００４３】
次に、この実施の形態に係るアンテナ測定装置１０を使用して誘電体アンテナ１２の特性を測定する方法について説明する。
【００４４】
まず、検査対象の誘電体アンテナ１２の種類をコンピュータ５８に入力する。コンピュータ５８は、入力されたデータに基づいて基板移動機構７０、第１及び第２の筐体移動機構７２及び７４を駆動制御して、測定用基板１４を、検査対象である誘電体アンテナ１２の特性を測定する上で最適な位置に設定する。
【００４５】
その後、コンピュータ５８は、アーム機構４２を駆動制御して固定具４０を図示しないパレット上に搬送し、該パレット内に配列された多数の誘電体アンテナ１２から１つの誘電体アンテナ１２を真空吸着して保持する。このとき、固定具４０は、誘電体アンテナ１２の上面のうち、アース電極３０に接触した状態で誘電体アンテナ１２を保持する。
【００４６】
次いで、コンピュータ５８は、アーム機構４２を駆動制御して固定具４０（誘電体アンテナ１２を保持している）を測定用基板１４上に搬送し、更に、誘電体アンテナ１２を、測定用基板１４の１つのコーナー部１８（接地電極１６が形成されていないコーナー部）に載置し、押し付ける。
【００４７】
その後、コンピュータ５８は、誘電体アンテナ１２に対して送信用の信号を送る。誘電体アンテナ１２からは、送信用の信号に応じた電波の放射がなされ、その電波が送受信部５２にて受信され、ネットワークアナライザ５６に受信信号として入力される。この段階で、誘電体アンテナ１２のアンテナ利得、反射特性、指向性特性、利得の周波数特性が測定されることになる。
【００４８】
このように、本実施の形態に係るアンテナ測定装置１０及びアンテナ測定方法は、誘電体アンテナ１２を測定用基板１４に載置固定する際に、固定具４０が誘電体アンテナ１２のアース電極３０に接触して、該誘電体アンテナ１２を測定用基板１４に押さえつけることから、固定具４０による誘電体アンテナ１２への影響はほとんどなくなり、測定時に、固定具４０が接触しても誘電体アンテナ１２の共振周波数やインピーダンスがずれるということはない。
【００４９】
このことから、誘電体アンテナ１２を測定用基板１４に載置した際の誘電体アンテナ１２の特性と、誘電体アンテナ１２を配線基板（測定用基板１４と同等のもの）に半田実装した際の誘電体アンテナ１２の特性とはほとんど同じになる。従って、本実施の形態に係るアンテナ測定装置１０及びアンテナ測定方法においては、誘電体アンテナ１２における特性の測定にあたって、実装時の検査規格をそのまま使用することができ、従来のような代替の検査規格を作る必要はない。その結果、検査工程にかかる工数の削減を有効に図ることができる。
【００５０】
誘電体アンテナ１２における特性の測定にあたって、実装時の検査規格をそのまま使用することができることから、送受信部５２を使用して、誘電体アンテナ１２のアンテナ利得、反射特性、指向性特性並びに利得の周波数特性を測定する場合においても、実装時の各検査規格をそのまま使用することができる。このため、各特性に合わせた代替の検査規格を別途作成する必要はない。従って、誘電体アンテナ１２のアンテナ利得、反射特性、指向性特性、利得の周波数特性を同一のアンテナ測定装置１０でほぼ同時に測定することができ、検査工程の工数を大幅に削減することができる。
【００５１】
また、測定用基板１４と送受信部５２との相対位置を調整する位置合わせ機構５４（基板移動機構７０、第１及び第２の筐体移動機構７２及び７４）を有することから、１つのアンテナ測定装置１０で様々なサイズの誘電体アンテナ１２の測定を行うことができる。
【００５２】
特に、基板移動機構７０は、支持板８２を支持する複数本の支柱８０を、少なくとも低誘電率の材料で構成するようにしたので、支柱８０による誘電体アンテナ１２への影響をほとんどなくすことができ、測定時に、支柱８０によって、誘電体アンテナ１２の共振周波数やインピーダンスがずれるということはない。本実施の形態では、支柱８０を誘電体アンテナ１２から離れた個所に設置するようにしたので、支柱８０による影響を更になくすことができる。
【００５３】
なお、この発明に係るアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法によれば、誘電体アンテナを測定用基板に載置固定する際に、固定具の影響をできるだけなくすことができ、実装時の検査規格で測定することができる。
【００５５】
また、誘電体アンテナのアンテナ利得、反射特性、指向性特性及び利得の周波数特性を１つの測定装置でほぼ同時に測定することができ、測定設備の簡略化や工数の削減を有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るアンテナ測定装置の概略構成を側面から見て示す説明図である。
【図２】本実施の形態に係るアンテナ測定装置の概略構成を平面から見て示す説明図である。
【図３】測定用基板に載置固定された誘電体アンテナを示す斜視図である。
【図４】支持板に対する支柱の配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…アンテナ測定装置１２…誘電体アンテナ
１４…測定用基板２０…誘電体基板
２２…アンテナパターン２４…入出力端子
３０…アース電極４０…固定具
４２…アーム機構５０…筐体
５２…送受信部５４…位置合わせ機構
５６…ネットワークアナライザ５８…コンピュータ
６２…電波吸収体７０…基板移動機構
７２…第１の筐体移動機構７４…第２の筐体移動機構
８０…支柱８２…支持板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna measuring apparatus and an antenna measuring method for measuring the characteristics of an antenna apparatus, and more particularly to an antenna measuring apparatus suitable for measuring characteristics of a dielectric antenna configured by forming an antenna electrode on a dielectric substrate. And an antenna measurement method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to reduce the size of an antenna device and the size of a communication device, for example, many dielectric antennas having an antenna pattern formed of an electrode film on the surface of a dielectric substrate have been proposed (for example, Patent Document 1, (See Patent Document 2 and Patent Document 3).
[0003]
When measuring the characteristics of these dielectric antennas, a measurement substrate having a ground electrode formed in part is prepared, and a part of the dielectric antenna is placed and fixed on the ground electrode.
[Patent Document 1]
JP-A-9-162633 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-32413 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-41722 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in mounting and fixing the dielectric antenna, for example, a method of pressing the dielectric antenna against the measurement substrate with a fixture is employed. In this case, there is a problem that the resonance frequency and impedance of the dielectric antenna are shifted when the fixture comes in contact with a part of the dielectric antenna.
[0005]
In other words, the characteristics of the dielectric antenna when the dielectric antenna is mounted on the measurement substrate and the characteristics of the dielectric antenna when the dielectric antenna is solder-mounted on the wiring substrate (equivalent to the measurement substrate) It will be very different. Therefore, in the measurement of characteristics, the inspection standard at the time of mounting cannot be used as it is.
[0006]
Therefore, conventionally, a correlation between the characteristics when the dielectric antenna is mounted and fixed on the measurement board and the characteristics when the dielectric antenna is solder-mounted on the actual wiring board is obtained, and this correlation is an alternative. Inspection standards are defined, and the characteristics when the dielectric antenna is mounted and fixed on the measurement substrate are compared with the alternative inspection standards.
[0007]
In such an inspection method, before entering the actual inspection process, a process for determining an alternative inspection standard is required, and there is a possibility that a reduction in man-hours may be limited.
[0008]
In order to measure the antenna gain of the dielectric antenna, it is conceivable to install a transmitting antenna so as to face the dielectric antenna. However, in this case as well, an alternative inspection standard for measuring the antenna gain is separately required, but it takes a lot of time and labor to create this alternative inspection standard, which is disadvantageous in terms of cost. Become.
[0009]
Therefore, in the past, as a characteristic to measure by placing and fixing the dielectric antenna on the measurement substrate, only the reflection characteristic is exclusively, and the measurement of the antenna gain, directivity characteristic and gain frequency characteristic of the dielectric antenna It is done at the stage of mounting or using other equipment. Therefore, conventionally, there are many facilities and man-hours for the inspection process, and there is a limit in reducing the cost.
[0010]
The present invention has been made in consideration of such problems. When mounting and fixing a dielectric antenna on a measurement substrate, the influence of the fixture can be eliminated as much as possible. An object of the present invention is to provide an antenna measurement device and an antenna measurement method that can be used.
[0011]
In addition to the above conditions, the object of the present invention is that the antenna gain, reflection characteristics, directivity characteristics, and gain frequency characteristics of the dielectric antenna can be measured almost simultaneously with a single measuring device, thereby simplifying the measuring equipment. An object of the present invention is to provide an antenna measuring apparatus and an antenna measuring method capable of effectively reducing the number of steps and man-hours.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An antenna measuring apparatus according to the present invention includes a dielectric substrate, an antenna electrode formed on the dielectric substrate, and a ground electrode formed on at least a first surface of the surface of the dielectric substrate. In the antenna measurement apparatus for measuring antenna characteristics, the measurement substrate on which the dielectric antenna is placed in a state where the second surface facing the first surface of the dielectric substrate is in contact with the dielectric substrate, and the dielectric substrate A fixture that contacts only the ground electrode formed on the first surface of the dielectric antenna and presses the dielectric antenna against the measurement substrate, and the dielectric substrate of the dielectric antenna by the fixture. Is measured with the dielectric antenna being pressed against the measurement substrate.
[0013]
During measurement, the fixture comes in contact with the earth electrode of the dielectric antenna and presses the dielectric antenna against the measurement substrate, so the fixture has almost no effect on the dielectric antenna, and the fixture comes into contact during measurement. Even so, the resonance frequency and impedance of the dielectric antenna do not shift.
[0014]
Therefore, the characteristics of the dielectric antenna when the dielectric antenna is mounted on the measurement substrate, and the characteristics of the dielectric antenna when the dielectric antenna is solder-mounted on the wiring substrate (equivalent to the measurement substrate) Is almost the same.
[0015]
Therefore, in the antenna measuring apparatus according to the present invention, the inspection standard at the time of mounting can be used as it is in measuring the characteristics of the dielectric antenna, and there is no need to create an alternative inspection standard as in the prior art. As a result, it is possible to effectively reduce the man-hours required for the inspection process.
[0016]
Then, in the configuration, a housing in which the measuring substrate is accommodated, is mounted in contact with or in proximity to the front Kikatami body receives radio waves radiated from the dielectric antenna, or to the dielectric antenna A transmitter / receiver that radiates radio waves, an alignment mechanism that adjusts the relative position of the measurement substrate and the transmitter / receiver, and a signal that is installed outside the casing and that receives signals from the transmitter / receiver or a dielectric antenna And an analysis unit that performs the analysis.
[0017]
As described above, when measuring the characteristics of a dielectric antenna, the inspection standard at the time of mounting can be used as it is, and therefore the antenna gain, directivity characteristics, and frequency characteristics of the gain are measured using the transceiver In this case, each inspection standard at the time of mounting can be used as it is. For this reason, it is not necessary to create a separate inspection standard tailored to each characteristic. Therefore, the antenna gain, reflection characteristics, directivity characteristics, and gain frequency characteristics of the dielectric antenna can be measured almost simultaneously with the same measurement apparatus, and the number of inspection processes can be greatly reduced. Can do.
[0018]
In addition, since it has an alignment mechanism that adjusts the relative position between the measurement substrate and the transmission / reception unit, it is possible to measure dielectric antennas of various sizes with one measurement device.
[0019]
The alignment mechanism may include a substrate moving mechanism that moves the measurement substrate in an arbitrary direction and a housing moving mechanism that moves the housing in an arbitrary direction.
[0020]
In this case, the substrate moving mechanism includes one or more support members for supporting the measurement substrate, the dielectric constant of the one or more support member, rather than the dielectric constant of the dielectric substrate of said dielectric antenna Preferably it is low. Thereby, the influence on the dielectric antenna by the support column can be almost eliminated, and the resonance frequency and impedance of the dielectric antenna are not shifted by the support member at the time of measurement.
[0021]
The antenna measurement method according to the present invention includes a dielectric substrate, an antenna electrode formed on the dielectric substrate, and a ground electrode formed on at least a first surface of the surface of the dielectric substrate. In the antenna measurement method for measuring characteristics of a dielectric antenna, the dielectric antenna is placed on the measurement substrate in a state where a second surface of the dielectric substrate facing the first surface is in contact with the measurement substrate. The fixture is brought into contact with only the ground electrode formed on the first surface of the dielectric substrate, and the dielectric substrate of the dielectric antenna is pressed against the measurement substrate by the fixture. The characteristic of the dielectric antenna is measured in a state where it is in a closed state.
[0022]
As a result, when the dielectric antenna is placed and fixed on the measurement substrate, the influence of the fixture can be eliminated as much as possible, and the measurement can be performed with the inspection standard at the time of mounting. In addition, the antenna gain, reflection characteristics, directivity characteristics, and gain frequency characteristics of the dielectric antenna can be measured almost simultaneously, and the measurement equipment can be simplified and the number of man-hours can be effectively reduced.
[0023]
Then, in the method, the measurement substrate is accommodated in a housing, the relative position between the measurement substrate and a transmitting / receiving unit attached in contact with or close to the housing is adjusted, and the fixture is used. the substrate the dielectric antenna is mounted and fixed for measurement, through pre Kioku receiving unit, the received radio waves radiated from the dielectric antenna, or a radio wave radiated to the dielectric antenna, from the transmitting and receiving unit Or the signal from the dielectric antenna may be analyzed to measure the characteristics of the dielectric antenna.
[0024]
Moreover, as a supporting member for supporting the measuring substrate, dielectric constant, the it is not preferable to use a dielectric antenna of the dielectric support member made of a material lower than the dielectric constant of the substrate.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an antenna measurement apparatus and an antenna measurement method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0026]
As shown in FIG. 1, the antenna measurement apparatus 10 according to the present embodiment measures the characteristics of the dielectric antenna 12 in a state where the dielectric antenna 12 (see FIG. 3) is placed and fixed on the measurement substrate 14. Device.
[0027]
As shown in FIG. 2, the measurement substrate 14 has the ground electrode 16 formed on almost the entire surface except for one corner portion 18. The dielectric antenna 12 is placed and fixed on the one corner portion 18 of the measurement substrate 14 where the ground electrode 16 is not formed.
[0028]
Here, the configuration of the dielectric antenna 12 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the dielectric antenna 12 includes a dielectric substrate 20 formed by laminating and firing a plurality of plate-like dielectric layers, and an antenna formed on the upper surface of the dielectric substrate 20. And a pattern 22. The antenna pattern 22 is formed in, for example, a belt shape by an electrode film.
[0029]
The dielectric antenna 12 has an input / output terminal 24 formed of an electrode film on the rear end surface of the dielectric substrate 20, and the input / output terminal 24 and the rear end of the antenna pattern 22 are connected to each other in the dielectric substrate 20. They are electrically connected via stripline electrodes, via holes, etc. A portion that electrically connects the input / output terminal 24 and the rear end of the antenna is a feeding portion, and the feeding portion is surrounded by a ground electrode 30.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 3, the antenna measurement apparatus 10 according to the present embodiment includes a fixture 40 that presses the dielectric antenna 12 placed on the measurement substrate 14 against the measurement substrate 14. The fixture 40 is moved by an arm mechanism 42.
[0031]
For example, the dielectric antenna 12 is taken out from a pallet (not shown) on which a large number of dielectric antennas 12 are arranged and placed on the measurement substrate 14. As shown in FIG. 3, the fixture 40 is in contact with the ground electrode 30 formed on the upper surface of the dielectric antenna 12 placed on the measurement substrate 14, so that the dielectric antenna 12 is connected to the measurement substrate. Press on 14.
[0032]
Note that the fixture 40 may also be used as a jig for taking out one dielectric antenna 12 from the pallet and placing it on the measurement substrate 14. This can be easily realized by providing the fixture 40 with, for example, a vacuum chuck mechanism.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the overall configuration of the antenna measurement apparatus 10 according to the present embodiment includes a housing 50, a transmission / reception unit 52, an alignment mechanism 54, a network analyzer 56, and at least an arm. A mechanism 42, an alignment mechanism 54, and a computer 58 that controls the network analyzer 56. The input / output terminal 24 of the dielectric antenna 12 is connected to the network analyzer 56.
[0034]
The housing 50 has a space 60 in which the measurement substrate 14 is accommodated, and a plurality of radio wave absorbers 62 are provided on each of the inner walls at least in the vertical direction. Examples of the constituent material of the radio wave absorber 62 include a ferrite sintered material (for MHz band absorption) and rubber and a resin-based composite material (for GHz band absorption).
[0035]
The transmission / reception unit 52 is attached to or in close proximity to the front surface of the housing 50, and has a transmission / reception antenna that receives radio waves radiated from the dielectric antenna 12 and radiates radio waves to the dielectric antenna 12.
[0036]
The alignment mechanism 54 moves the measurement substrate 14 in the X-axis direction (direction approaching and separating from the transmission / reception unit 52), the Y-axis direction (vertical direction), and the torsional direction θ about the X-axis. The substrate moving mechanism 70 to be moved, the first housing moving mechanism 72 to move the housing 50 in the Y-axis direction, and the housing 50 in the Z-axis direction (in the horizontal direction, as shown in FIG. A second casing moving mechanism 74 that moves in a direction orthogonal to the X-axis direction.
[0037]
As shown in FIG. 1, the substrate moving mechanism 70 is disposed on a base 76 and moves relative to the base 76 in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction, and the stage. A plurality of columnar columns 80 fixed on 78, and a flat support plate 82 supported horizontally by these columns 80. The measurement substrate 14 is placed and fixed on the support plate 82. Specifically, as shown in FIG. 4, the measurement substrate 14 is placed on the support plate 82 so that one corner portion 84 of the measurement substrate 14 and one corner portion 86 of the support plate 82 coincide with each other. Fixed.
[0038]
As shown in FIG. 1, the first housing moving mechanism 72 includes a first stage 88 that is disposed on the base 76 and moves relative to the base 76 in the Y-axis direction. The lower surface or upper surface of the housing 50 is fixed to the first stage 88.
[0039]
As shown in FIG. 2, the second housing moving mechanism 74 includes a second stage 90 that is disposed on the base 76 and moves relative to the base 76 in the Z-axis direction. One side surface of the housing 50 is fixed to the second stage 90.
[0040]
Each of these mechanisms is controlled by a computer 58, for example, so that the dielectric antenna 12 (or the measurement substrate 14) is arranged at an optimum position for measurement according to the type of the dielectric antenna 12 to be inspected. Driven by.
[0041]
The plurality of pillars 80 in the substrate moving mechanism 70 are made of at least a low dielectric constant material. Specifically, the dielectric constant of the pillars 80 is lower than the dielectric constant of the dielectric substrate 20 in the dielectric antenna 12.
[0042]
Further, the installation locations of the plurality of support columns 80 are installed at positions away from the dielectric antenna 12. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, an example is shown in which it is installed at positions corresponding to the three corner portions of the support plate 82 (positions indicated by 1, 2 and 3 in FIG. 4).
[0043]
Next, a method for measuring the characteristics of the dielectric antenna 12 using the antenna measurement apparatus 10 according to this embodiment will be described.
[0044]
First, the type of the dielectric antenna 12 to be inspected is input to the computer 58. The computer 58 drives and controls the substrate moving mechanism 70 and the first and second casing moving mechanisms 72 and 74 based on the input data, so that the measurement substrate 14 is controlled by the dielectric antenna 12 to be inspected. Set the optimal position for measuring the characteristics.
[0045]
Thereafter, the computer 58 drives and controls the arm mechanism 42 to convey the fixture 40 onto a pallet (not shown), and vacuum-sucks one dielectric antenna 12 from the many dielectric antennas 12 arranged in the pallet. Hold. At this time, the fixture 40 holds the dielectric antenna 12 in contact with the ground electrode 30 on the upper surface of the dielectric antenna 12.
[0046]
Next, the computer 58 drives and controls the arm mechanism 42 to convey the fixture 40 (holding the dielectric antenna 12) onto the measurement substrate 14, and further, the dielectric antenna 12 is moved to the measurement substrate 14. Are placed on one corner 18 (corner where the ground electrode 16 is not formed) and pressed.
[0047]
Thereafter, the computer 58 sends a signal for transmission to the dielectric antenna 12. The dielectric antenna 12 emits a radio wave corresponding to a signal for transmission, and the radio wave is received by the transmission / reception unit 52 and input to the network analyzer 56 as a reception signal. At this stage, the antenna gain, reflection characteristic, directivity characteristic, and gain frequency characteristic of the dielectric antenna 12 are measured.
[0048]
As described above, in the antenna measurement apparatus 10 and the antenna measurement method according to the present embodiment, when the dielectric antenna 12 is placed and fixed on the measurement substrate 14, the fixture 40 is attached to the ground electrode 30 of the dielectric antenna 12. Since the dielectric antenna 12 is pressed against the measurement substrate 14 in contact, the influence of the fixture 40 on the dielectric antenna 12 is almost eliminated, and even if the fixture 40 contacts at the time of measurement, the dielectric antenna 12 is not affected. The resonance frequency and impedance do not shift.
[0049]
From this, the characteristics of the dielectric antenna 12 when the dielectric antenna 12 is placed on the measurement substrate 14 and the characteristics when the dielectric antenna 12 is solder-mounted on the wiring substrate (equivalent to the measurement substrate 14). The characteristics of the dielectric antenna 12 are almost the same. Therefore, in the antenna measurement apparatus 10 and the antenna measurement method according to the present embodiment, the inspection standard at the time of mounting can be used as it is in measuring the characteristics of the dielectric antenna 12, and an alternative inspection standard as in the past is used. There is no need to make. As a result, it is possible to effectively reduce the man-hours required for the inspection process.
[0050]
Since the inspection standard at the time of mounting can be used as it is when measuring the characteristics of the dielectric antenna 12, the antenna gain, reflection characteristics, directivity characteristics, and gain frequency of the dielectric antenna 12 are used by using the transmission / reception unit 52. Even when measuring characteristics, each inspection standard at the time of mounting can be used as it is. For this reason, it is not necessary to create a separate inspection standard tailored to each characteristic. Therefore, the antenna gain, reflection characteristics, directivity characteristics, and frequency characteristics of the gain of the dielectric antenna 12 can be measured almost simultaneously with the same antenna measuring apparatus 10, and the number of inspection steps can be greatly reduced.
[0051]
Further, since the positioning mechanism 54 (the substrate moving mechanism 70, the first and second casing moving mechanisms 72 and 74) for adjusting the relative position between the measurement substrate 14 and the transmission / reception unit 52 is provided, one antenna measurement is performed. The apparatus 10 can measure dielectric antennas 12 of various sizes.
[0052]
In particular, the substrate moving mechanism 70 is configured such that the plurality of pillars 80 supporting the support plate 82 are made of at least a low dielectric constant material, so that the influence of the pillars 80 on the dielectric antenna 12 can be almost eliminated. In addition, the resonance frequency and impedance of the dielectric antenna 12 are not shifted by the support 80 during measurement. In the present embodiment, since the support 80 is installed at a location away from the dielectric antenna 12, the influence of the support 80 can be further eliminated.
[0053]
Of course, the antenna measurement apparatus and the antenna measurement method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the antenna measurement device and the antenna measurement method according to the present invention, when the dielectric antenna is placed and fixed on the measurement substrate, the influence of the fixture can be eliminated as much as possible. It can be measured by inspection standards.
[0055]
In addition, the antenna gain, reflection characteristic, directivity characteristic, and gain frequency characteristic of the dielectric antenna can be measured almost simultaneously with a single measuring device, and the measurement equipment can be simplified and the number of man-hours can be effectively reduced. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an antenna measurement apparatus according to an embodiment as viewed from the side.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the antenna measurement apparatus according to the present embodiment as viewed from above.
FIG. 3 is a perspective view showing a dielectric antenna placed and fixed on a measurement substrate.
FIG. 4 is an explanatory view showing the arrangement of the support columns with respect to the support plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Antenna measuring apparatus 12 ... Dielectric antenna 14 ... Measurement board 20 ... Dielectric board 22 ... Antenna pattern 24 ... Input / output terminal 30 ... Ground electrode 40 ... Fixing tool 42 ... Arm mechanism 50 ... Case 52 ... Transmission / reception part 54 ... Positioning mechanism 56 ... Network analyzer 58 ... Computer 62 ... Radio wave absorber 70 ... Substrate moving mechanism 72 ... First casing moving mechanism 74 ... Second casing moving mechanism 80 ... Column 82 ... Support plate

Claims

Antenna measuring apparatus for measuring characteristics of a dielectric antenna having a dielectric substrate, an antenna electrode formed on the dielectric substrate, and a ground electrode formed on at least a first surface of the surface of the dielectric substrate In
A measurement substrate on which the dielectric antenna is placed in a state in which a second surface of the dielectric substrate facing the first surface is in contact;
A fixture that contacts only the ground electrode formed on the first surface of the dielectric substrate and presses the dielectric antenna against the measurement substrate;
An antenna measuring apparatus for measuring characteristics of the dielectric antenna in a state where the dielectric substrate of the dielectric antenna is pressed against the measurement substrate by the fixture.

The antenna measurement apparatus according to claim 1,
A housing for accommodating the measurement substrate;
A transmitter / receiver that is attached to or close to the housing, receives radio waves radiated from the dielectric antenna, or radiates radio waves to the dielectric antenna;
An alignment mechanism for adjusting a relative position between the measurement substrate and the transmission / reception unit;
An antenna measurement apparatus, comprising: an analysis unit that is installed outside the casing and analyzes a signal from the transmission / reception unit or a signal from a dielectric antenna.

The antenna measurement apparatus according to claim 2, wherein
The alignment mechanism is
A substrate moving mechanism for moving the measurement substrate in an arbitrary direction;
An antenna measuring apparatus comprising: a casing moving mechanism that moves the casing in an arbitrary direction.

The antenna measurement apparatus according to claim 3, wherein
The substrate moving mechanism has one or more support members that support the measurement substrate,
The antenna measurement apparatus according to claim 1, wherein a dielectric constant of the one or more support members is lower than a dielectric constant of the dielectric substrate of the dielectric antenna.

Antenna measurement method for measuring characteristics of dielectric antenna having dielectric substrate, antenna electrode formed on dielectric substrate, and ground electrode formed on at least first surface among surfaces of dielectric substrate In
Placing the dielectric antenna on the measurement substrate in a state where the second surface of the dielectric substrate facing the first surface is in contact with the measurement substrate;
A state in which the fixture is brought into contact with only the ground electrode formed on the first surface of the dielectric substrate, and the dielectric substrate of the dielectric antenna is pressed against the measurement substrate by the fixture. And measuring the characteristics of the dielectric antenna.

The antenna measurement method according to claim 5, wherein
Housing the measurement substrate in a housing;
Adjusting the relative position between the measurement board and the transmitter / receiver mounted in contact with or close to the housing;
The dielectric antenna is placed and fixed on the measurement substrate using the fixture.
Through the transmitter / receiver, receive radio waves radiated from the dielectric antenna, or radiate radio waves to the dielectric antenna,
An antenna measurement method, comprising: analyzing a signal from the transmission / reception unit or a signal from a dielectric antenna to measure characteristics of the dielectric antenna.

The antenna measurement method according to claim 5 or 6,
A method for measuring an antenna, comprising: using a support member made of a material having a dielectric constant lower than that of the dielectric substrate of the dielectric antenna as the support member for supporting the measurement substrate.